Устройство фиксации положения объекта Советский патент 1986 года по МПК G01B21/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть иснользовано для фиксации пространственного положения объекта в определенной точке, а также направления его смещения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет фиксации направления смещения объекта относительно среднего положения.

На фиг. 1 представлена функциональная схем а устройства; на фиг. 2 - расположение штриховых рещеток и окон на неподвижном и подвижном элементах; на фиг. 3 - сигнал, снимаемый с выхода дифференциального усилителя.

Устройство содержит оптически связанные источник 1 света, неподвижный элемент 2 с нанесенными на него основной 3 и дополнительной 4 штриховой решетками с изменяющейся пространственной частотой, подвижный элемент 5, с нанесенной на него щтриховой рещеткой 6 с изменяющейся пространственной частотой и двумя прозрачными окнами 7 и 8, нанесенными на противоположные стйроны подвижного элемента 5 и смещенные относительно середины протяженной стороны щтрихов по разные стороны, основной 9 и дополнительный 10 фотоприемники, дифференциальный усилитель 11, в ходы которого подключены к основному 9 и дополнительному 10 фотоприемникам, индикатор 12 знака перемещения вход которого подключен к выходу дифференциального усилителя 11.

Устройство работает следующим образом.

Источник 1 света формирует поток излучения, направляемый на неподвижный 2 и подвижный 5 элементы.

Пучки лучей, проходя основную и дополнительную штриховые решетки 3, 4, нанесенные на неподвижный элемент 2, и штриховую решетку 6, нанесенную на подвижный элемент 5, попадают на основной 9 и дополнительный 10 фотоприемники, сигналы с которых поступают на входы дифференциального усилителя 11.

При смещении подвижного элемента 5 относительно среднего положения сигнал на выходе одного из фотоприемников 9 и 10 больше сигнала на выходе другого фотоприемника за счет того, что пучки лучей проходят через одно из прозрачных окон 7 и 8, нанесенных на подвижный элемент 5 (фиг. 3).

На выходе дифференциального усилителя 11 формируется сигнал определенной полярности, которая индицируется индикатором 12 знака перемещения. Полярность напряжения характеризует направление смещения подвижного элемента 5 относительно среднего положения.

При подходе подвижного элемента 5 к среднему положению резко возрастает сигнал на выходе одного из фотоприемников 9 и 10 за счет наложения друг на друга штриховых решеток с изменяющейся пространственной частотой, нанесенных на неподвижный 2 и подвижный 5 элементы (фиг. 3).

При совмещении подвижного элемента 2 со средним положением напряжение на выходе дифференциального усилителя 11 становится равным нулю, а при дальнейшем перемещении подвижного элемента 5 отно- сительно неподвижного элемента 2 изменяет знак.

Момент перехода через нуль напряжения, формируемого на выходе дифференциального усилителя 11, характеризует момент прохождения подвижного элемента 5 через среднее положение, а изменение полярности напряжения, формируемого на выходе дифференциального усилителя 11, характеризует направление перемещения.

20

Формула изобретения

Устройство фиксации положения объекта, содержащее оптически связанные источник света, неподвижный элемент с нанесенной

основной щтриховой решеткой с изменяющейся пространственной частотой, подвижный элемент с нанесенной штриховой решеткой с изменяющейся пространственной частотой, основной фотоприемник, блок обработки сигнала, отличающееся те.м, что, с

целью расширения функциональных возможностей за счет фиксации направления смещения объекта относительно среднего положения, оно снабжено дополнительной штриховой решеткой с изменяющейся пространственной частотой, нанесенной на неподвижный элемент, суммарная длина щтрихов основной и дополнительной решеток, нанесенных на неподвижный элемент, меньше или равна длине штрихов решетки, нанесенной на подвижный элемент, дополнительным

фотоприемником, блок обработки сигнала выполнен в виде дифференциального усилителя, входы которого подключены к основному и дополнительному фотоприемникам, индикатора знака перемещения, вход которого подключен к выходу дифференциального усилителя, на противоположные стороны подвижного элемента нанесены два прозрачных окна, начало которых совпадает с крайними штрихами штриховой решетки, нанесенной на подвижный элемент, длина окон равна диапазону перемешения

объекта от среднего положения, ширина окон меньше или равна половинне длины штрихов, окна смещены относительно середины протяженной стороны щтрихов по разные стороны, основной и дополнительный

фотоприемники оптически связаны с основной и дополнительной щтриховыми решетками, нанесенными на неподвижный элемент.

4D D D 0

D D D

/

5

фиг. г

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для фиксации пространственного положения объекта в заданной точке, а также направления его смещения. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет фиксации направления смещения объекта относительно среднего положения. Источник 1 света формирует пучки лучей, проходящие через неподвижный элемент 2 с нанесенными штриховыми решетками 3, 4 с изменяющейся пространственной частотой и подвижный элемент 5 с нанесенной штриховой решеткой 6 с изменяющейся пространственной частотой и окнами 7, 8. Световые потоки преобразуются основным и дополнительным фотоприемниками 9, 10 в электрические сигналы, разность которых выделяется дифференциальным усилителем 11. При смещении подвижного элемента 5 относительно среднего положения напряжение на выходе дифференциального усилителя имеет определенный знак, который фиксируется индикатором 12 знака перемещения. При прохождении подвижным элементом 5 среднего положения напряжение на выходе дифференциального усилителя 11 изменяет знак. Крутизна сигнала, формируемого на выходе дифференциального усилителя 11, определяется количеством штрихов в щтриховых решетках с изменяющейся пространственной частотой, нанесенных на неподвижный и подвижный элементы. 3 ил. (Л т 2/ I/ Uff ff ff ff // tc 41 :о 00 оэ 1Z ф|У./

ЛЛЛЛУЛЛЛЛ/УУ

шо

АЛ ГУЛЛЛЛЛАЛЛ

ип

Составитель Т. Айсин

РедзЕ .тор М. БланарТехред И. ВересКорректор И. Муска

Заказ 4223/40Тираж 670Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

фuг.J